Отчет о НИР лаборатории физической электроники (Лаборатория создана в 2003 году) Научный руководитель лаборатории д.т.н., профессор Герасимов И.В.

Тема научных исследований лаборатории : Исследование природы разрядных процессов. Исследование нового разрядного явления – униполярного пробоя газа (УПГ) – источника плазмы и импульсного электрического поля Реализация поставленных перед лабораторией задач осуществлялась в ходе выполнения студентами 4-5 курсов ФМФ КГУ курсовых и дипломных работ по исследованию феноменологии разряда униполярного пробоя газа (УПГ), публикации результатов исследований в научной печати, участия в научных конференциях и симпозиумах

в работе лаборатории принимали и принимают участие студенты: Смирнов А.В., Пыршев М.Н., Лаврентьев М.Е., Черенков С.А., Селянкин А.Н., Якунина Л.В., Журавлев В.М., Шулакова Л.А., Захарова А.И., Иванов М.П., Орлов Н.А., Копейкин А.В., Копейкина Т.П., Рочев Н.В., Барило А.И., Лебедева А.Н., Тихомиров В.Н., Логунов А.В., Яблоков А.Г., Ларионов А.М., Лубенин Н.А., Лебедев С.В., Коляев М.А.

Экспериментальная установка по исследованию разряда униполярного пробоя газа.

Герасимов И.В. Патент РФ N "Поверхностный и объемный источник зарядов одного знака" (приоритет от ). БИ N свечение газа в объеме разряда имеет форму удлиненного конуса с его основанием возле единственного ПЭ или форму светящегося шнура в объеме длинной (>2 метров) трубки

В 2003 – 2007 гг. в лаборатории физической электроники выполнено 26 курсовых работ; в изданиях университета опубликованы 11 студенческих работ, на Всероссийских и Международных конференциях – 7 работ с участием студентов.

По результатам исследований в лаборатории защищены дипломные проекты: 1. Захарова А.И. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ В СВЕЧЕНИИ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА 2. Лаврентьев М.И. ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В РАЗРЯДЕ УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) 3. Пыршев М.Н РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) 4. Черенков С.А. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ СВЕТЯЩЕГОСЯ СТОЛБА РАЗРЕЖЕННОГО ГАЗА 5. Смирнов А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) 6. Якунина Л.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ИЗЛУЧЕНИЯ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) В ВОЗДУХЕ ПРИ НИЗКИХ (< 1 ТОРРА) ДАВЛЕНИЯХ 7. Селянкин А.Б. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) В ВОЗДУХЕ ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ВЫШЕ 1 ТОРРА 8. Рочев Н.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВОЙ ЦЕПИ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) 9. Копейкина Т.П. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В РАЗРЯДЕ УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) ПО ХАРАКТЕРУ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ ОБЪЕМА РАЗРЯДА. 10. Копейкин А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОДОЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ЛИНИЙ СПЕКТРА ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА. 11. Орлов Н.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТЕКАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ С ПОВЕРХНОСТИ СТЕКЛЯННОЙ ТРУБКИ В РАЗРЯДЕ УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА. 12. Иванов М.П. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА В ОБЪЁМЕ ТРУБКИ С РАЗРЯДОМ УПГ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДА СНАРУЖИ НА ПОВЕРХНОСТИ СТЕНКИ ТРУБКИ И ОБЪЁМНОЙ ПЛОТНОСТИ СВОБОДНОГО ОБЪЁМНОГО ЗАРЯДА. 13. Шулакова Л.Н. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ В ОБЪЕМЕ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА. 14. Журавлев В. М. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА РАДИАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ В ИЗЛУЧЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОВЕРХНОСТЬЮ ОБЪЕМА РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) 15. Барило А.И. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗАРЯДА ОДНОГО ЗНАКА ПОД ПОВЕРХНОСТЬЮ ЕДИНСТВЕННОГО ПОКРЫТИЯ-ЭЛЕКТРОДА (ПЭ) В РАЗРЯДЕ УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ). 16. Лебедева А.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА (УПГ) В КОНИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ ЕГО СВЕЧЕНИЯ 17. Смирнова О.С. ЕМКОСТНОЙ ХАРАКТЕР ПОЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА НА ПОВЕРХНОСТИ ЕДИНСТВЕННОГО ПОКРЫТИЯ-ЭЛЕКТРОДА В РАЗРЯДЕ УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА 18. Тихомиров В.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТЛИЧИЯ ТОКОВОЙ ЦЕПИ РАЗРЯДА УНИПОЛЯРНОГО ПРОБОЯ ГАЗА ОТ ТОКОВОЙ ЦЕПИ ДРУГИХ РАЗРЯДОВ.

Выполнены и намечены к выполнению курсовые и дипломные проекты по темам ( гг.): Исследование дискретности механизма проникновения электрического поля в объем разреженного газа под сплошной поверхностью цилиндрического покрытия-электрода (ПЭ). Дискретность при изменении давления газа (при постоянном импульсном потенциале на ПЭ). Дискретность при изменении амплитуды импульсного потенциала на ПЭ при постоянном давлении газа. Исследование процесса формирования единого объемного свободного заряда (СОЗа) в объеме разреженного газа вне цилиндрического ПЭ. Исследование механизма формирования светящегося столба разреженного газа продольным смещением объемов свободных объемных зарядов. Исследование процесса распада объемов свободных объемных зарядов при их удалении от ПЭ. Исследование механизма выполнения закона нормальной плотности тока в разряде УПГ. Исследование влияния параметров возбуждения разряда УПГ на величину и плотность объемного заряда в границах СОЗов. Исследование влияния параметров возбуждения разряда УПГ на величину и плотность поверхностного заряда на внешней поверхности трубки с разрядом УПГ и на потенциал этой поверхности. Исследование условий для появления тока смещения и потока смещения с поверхности ПЭ. Исследование токовой цепи разряда УПГ. Исследование природы акустических колебаний в газоразрядной плазме.

Результаты исследований природы разряда УПГ отражены в конкурсных работах студентах и в тезисах студентов на научно-практических конференциях КГУ «Ступени роста -2004, 2005, 2006, 2007»: Лаврентьев М.В. Исследование акустических явлений в разряде униполярного пробоя газа (УПГ). Тезисы научно- практической конференции студентов «Ступени роста 2004».С Пыршев М.Н. Размерный эффект при возбуждении разряда униполярного пробоя газа. Тезисы научно-практической конференции студентов «Ступени роста -2004». С Смирнов А.В. Исследование скорости распространения разряда УПГ. Тезисы научно-практической конференции студентов «Ступени роста -2004».С Черенков С.А. Исследование формирования светящегося столба в разряде униполярного пробоя газа. Тезисы научно- практической конференции студентов «Ступени роста –2004».С Якунина Л.В., Селянкин А.Б. Исследование радиального электрического поля вокруг трубки с разрядом униполярного пробоя газа. Тезисы научно-практической конференции студентов «Ступени роста- 2004».С Журавлев В.Н., Селянкин А.Н., Якунина Л.В. Исследования спектров излучения униполярного пробоя газа в воздухе при различных давлениях. Электронный сборник тезисов научно-практической конференции студентов «Ступени роста -2005». Копейкин А.В. Исследование динамики продольного изменения интенсивности линий основных компонент разряда униполярного пробоя газа. «Ступени роста -2006». Копейкина Т.П. Характер временного изменения интенсивности излучения линий азота и углекислого газа в разряде УПГ при разных давлениях. «Ступени роста -2006». Орлов Н. А. Стекание электрических зарядов с поверхности стеклянной трубки в разряде униполярного пробоя газа«Ступени роста -2006» Шулакова Л.Н. Исследование условий возникновения резонансных звуковых колебаний, возбуждаемых в объеме разряда униполярного пробоя газа. «Ступени роста -2006». Тихомиров В.А. О токовой цепи разряда униполярного пробоя газа (УПГ). «Ступени роста -2007». Смирнова О. С. Емкостной характер появления электрического заряда на поверхности единственного покрытия- электрода в разряде униполярного пробоя газа.«Ступени роста -2007». Барило А.И. Определение величины пространственного заряда в объеме газа под поверхностью единственного покрытия-электрода (ПЭ) в разряде униполярного пробоя газа «Ступени роста -2007». Барило А.И. Пространственно-временная локализация заряда одного знака под поверхностью единственного покрытия- электрода (ПЭ) в разряде униполярного пробоя газа (УПГ),– работа представлялась на конкурс студенческих работ и заняла 3-е место.

Подготовлены к печати методические указания для выполнения следующих лабораторных работ: 1. Ознакомление с системой откачки и установления давления в разрядных трубках. 2. Исследование механизма возбуждения разрядных процессов при различной полярности импульсного потенциала. 3. Исследование средней мощности вкладываемой в разряд униполярного пробоя газа при различных условиях его возбуждения. 4. Исследование процесса продольного распространения разряда униполярного пробоя газа в воздухе. 5. Исследование спектрального состава излучения разряда униполярного пробоя газа в воздухе при различных давлениях. 6. Исследование импульсного электрического поля в окрестностях трубки с разрядом униполярного пробоя газа. Открыта аспирантура по специальности: механика жидкости, газа и плазмы ( ).

Публикации лаборатории по теме исследований: 1. Gerasimov A.I., Gerasimov I.V. The influence of electrical potential on a steel target for the appearance of the defects on the surfaces layer by using a pulsed discharge in air. Proc. Fifth European Conf.on Thermal Plasma Processes (TPP-5).St. Petersburg New York. Begel Hause. V.1. PP Gerasimov A.I., Gerasimov I.V. Some aspects of practical use of radiative properties of the electrodeless discharge of unipolar breakdown of gas (UBG). Proc. Fifth European Conf.on Thermal Plasma Processes (TPP-5). St. Petersburg New York. Begel Hause. V.1. PP Gerasimov A.I. Gerasimov I.V. The application of the volume with the electrodeless discharge of unipolar breakdown of gas (UBG) as a source of free charges in volumes of water conducting solutions. Proc.XXIV Int.Conference on Phenomena in Ionized Gases. Warsaw. Poland V.I. PP Gerasimov A.I., Gerasimov I.V.The volume's localization of energy of electrical impulses at it input in volume of the ectrodeless discharge of unipolar breakdown of gas (UBG). Proc. XXIV Int.Conference on Phenomena in Ionized Gases. Warsaw. Poland V.II. PP Gerasimov I.V. About development of electrodeless discharge of the unipolar breakdown of gas. (О развитии разряда униполярного пробоя газа. Материалы международной школы по плазмохимии РФ и стран СНГ. Иваново С Proc. of IX School by plasmochemistry for Russia and countries of UIS, Russian Federation, Ivanovo, 1999, PP Gerasimov I.V. Development of the discharge of the unipolar breakdown of gas under the sole cylindrical covering – electrode. Развитие разряда униполярного пробоя газа под единственным цилиндрическим покрытием-электродом. Материалы II Всероссийской научной конференции "Молекулярная физика неравновесных систем. Иваново С Герасимов И.В. Требования к физическим свойствам разреженной газовой среды для локализации в ней энергии электрических импульсов при развитии разряда униполярного пробоя газа (УПГ). Материалы III Всероссийской научной конференции Молекулярная физика неравновесных систем. Иваново С.24-29

8. Герасимов А.И., Герасимов И.В., Гузеев Р.К., Кукушкин С.А. Общность и отличия генерации свободных объемных зарядов отрицательного знака в условиях газового аналога эффекта Ганна и разряда униполярного пробоя газа (УПГ). Материалы III Всероссийской научной конференции Молекулярная физика неравновесных систем. Иваново С Gerasimov A.I., Gerasimov I.V. Transporting of components of a steam (gas) phase of the sublimation in the technolological processes of obtaining the semiconducting materials by driven free volumetric charges (FVCh's) of electrodeless discharge of unipolar breakdown of gas (UBG). Proc. XXV Int. Symposium on Plasma Chemistry. Orleans. France V.VIII.PP Герасимов А.И., Герасимов И.В. Пространственная фиксация свободного объемного заряда и пространственный перенос им атомов и молекул веществ. Материалы III международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии сентября. Плес-Иваново. Россия С Gerasimov А.I. Gerasimov I.V. Gas analogue of the Ganna effect in conditions of two electrode discharge of continuous current. Proceedings of the 20th Symposium on Plasma Physics and 20th Intern. Symposium on plasma physics and technology. Prague, Czech Republic PP А.И.Герасимов, И.В.Герасимов, А.К.Сухов. Управление параметрами и свойствами объемного отрицательного заряда в разряде униполярного пробоя газа (УПГ). Электронный сборник докладов на сайте международного ежегодного семинара :Annual International Moscow Workshop on the Physics of Nonideal Plasmas. December 1-2. Moscow. Presidium RAS.C Gerasimov А.I. Gerasimov I.V. Necessity of the new approach to explanation of a nature of discharges Материалы ХХХ Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу. Москва. Февраль С Gerasimov I.V. From the mechanism of development of the discharge UBG - to a nature of an electricity (От механизма развития разряда УПГ - к природе электричества). Сборник докладов VII МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА ЭЛЕКТРОТЕХНИКА МОСКВА ТОМ IV. С

15. Герасимов А.И., Герасимов И.В., Пыршев М.Н., Сухов А.К.Якунина Л.В. Воздействие пространственно-локализованного объемного заряда в разряде униполярного пробоя газа (УПГ) на состояние разреженной воздушной среды. Материалы IV Российского семинара Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды. Москва. Ноябрь С Gerasimov A.I.,Gerasimov I.V,.Sukhov A.K, Pyrshev M.N, Selyankin A.N. Four phases of development of an electrodeless discharge of unipolar breakdown of gas (UBG) and necessity of the new way of looking to an explanation on a nature of the discharges. Электронный сборник докладов на сайте международного ежегодного семинара Annual International Moscow Workshop on the Physics of Nonideal Plasmas. December Moscow. Presidium RAS. ENG: RUS: Герасимов А.И., Герасимов И.В, Пыршев М.Н., Сухов А.К., Селянкин А.Н., Якунина Л.В.// Размерный эффект при возбуждении разряда униполярного пробоя газа. Вестник КГУ им. Н.А.Некрасова С Герасимов А.И., Герасимов И.В., Сухов А.К., Лаврентьев М.В.,Румянцев Д.В., Якунина Л.В. Исследования спектров излучения униполярного пробоя газа в воздухе при различных давлениях. Материалы ХХХI Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу. Москва. Март С Герасимов А.И., Герасимов И.В., Лаврентьев М.В, Румянцев Д.В., Сухов А.К., Селянкин А.Н, Якунина Л.В. Различие в феноменологии разряда униполярного газа (УПГ) при его возбуждении импульсами потенциала различной полярности. Материалы ХХХII Международной Звенигородской конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу. Москва. Март.2005.С Герасимов А.И., Герасимов И.В, Сухов А.К., Якунина Л.В. Исследование спектра излучения разряда униполярного пробоя газа в воздухе при изменении давления. Вестник КГУ им. Н.А.Некрасова С Герасимов А.И., Герасимов И.В., Сухов А.К. Управление параметрами и свойствами объемного отрицательного заряда в разряде униполярного пробоя газа (УПГ). Материалы IV международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. Россия С

22. Герасимов А.И., Герасимов И.В., Сухов А.К., Якунина Л.В. Исследование характера изменений в спектрах излучения разряда униполярного пробоя газа при высоком (для УПГ) давлении газовой среды. Материалы IV международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. Россия С Герасимов И.В., Сухов А.К. Исследование распространения разряда униполярного пробоя газа. Вестник КГУ им. Н.А.Некрасова Gerasimov I.V., A.K.Sukhov, T.P.Kopeikina. Temporary nature of variation of intensity of spectral lines of nitrogen and carbon oxide in unipolar gas breakdown at different pressures. Proceedings of the Fifth Conf. on Plasma Physics and Technology (PPPT-5). Minsk, Gerasimov I.V. Kopeikina T.P. Sukhov A.K. Time Change of Radiant Intensity of Lines of Nitrogen and Carbon Oxide in Unipolar Gas Breakdown at Different Pressure. (статья) Сб. трудов V International Conference Plasma Physics and Plasma Technology PPPT-5. Минск, Беларусь V. 1. P Герасимов И.В. Копейкина Т.П. Сухов А.К. Пространственное изменение состава и перенос компонентов воздушной смеси в разряде униполярного пробоя газа. (статья) Сб. трудов Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые-2006». Москва Ч.1. С Барило А.И. Герасимов И.В. Ковалев И.Ю. Копейкина Т.П. Сухов А.К. Уникальные свойства объема разряда униполярного пробоя газа и их применение в различных современных технологиях. (статья) Сб. трудов Третьей Международной научно-практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности". Санкт- Петербург: Изд. Политехн. ун-та Т. 8. С Герасимов И.В. Копейкина Т.П. Сухов А.К. Сепарация компонент воздушной смеси в условиях разряда униполярного пробоя газа. (статья) Сб. трудов Третьей Международной научно- практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности". Санкт-Петербург: Изд. Политехн. ун-та Т. 8. С Подготавливается для опубликования монография: Феноменология разряда униполярного пробоя газа (УПГ). авторы А.И.Герасимов, И.В.Герасимов, А.К.Сухов, Т.П.Копейкина